Ліпопротеїди, хоч і маловідомі широкому загалу, відіграють важливу роль у забезпеченні здоров'я нашої серцево-судинної системи. Ці молекули, що складаються з ліпідів (жирів) та білків, виконують ряд життєво важливих функцій, починаючи від транспортування жирних кислот та холестерину до участі в антиоксидантному захисті.
Ліпопротеїди відкривали поступово кілька вчених у ході досліджень у першій половині 20 століття. До ключових етапів відкриття належать:
- 1929 року американський біохімік Михайло Самуельсон виявив ліпопротеїнову фракцію в крові.
- У 1949 році Джон Горден та його колеги зі США виділили та охарактеризували альфа- та бета-ліпопротеїни з плазми крові людини.
- У 1951 році норвезький лікар Арвід Бергквіст Фредріксон зі своєю дослідною групою ідентифікували різні класи ліпопротеїнів на основі їх плавучих властивостей.
- У 1955 році американський біохімік Роберт Лефтер розробив метод ультрацентрифугування для виділення різних класів ліпопротеїнів .
- У 1967 році Дональд Стейнберг , американський біохімік, ввів сучасну термінологію, виділивши ліпопротеїди високої щільності (ЛПВЩ), ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ) та інші класи.
Ці дослідження дозволили ідентифікувати властивості, структуру та роль ліпопротеїнів у метаболізмі холестерину.
Визначення ліпопротеїдів
Перед тим як заглибитись у деталі, важливо зрозуміти, що таке ліпопротеїди – це сферичні частинки, що складаються з нерозчинного ядра ліпідів, оточеного амфіпатичною оболонкою білків. Ядро ліпопротеїдів утворюють складні ефіри холестерину та тригліцериди . Оболонка містить фосфоліпіди , вільний холестерин та спеціалізовані білки, звані аполіпопротеїни . Така структура дозволяє їм ефективно переміщатися у водному середовищі крові.
Аполіпопротеїни відіграють ключову роль у структурі та метаболізмі ліпопротеїдів. Вони визначають розчинність частинок у плазмі крові та сприяють їх взаємодії з клітинами-мішенями та ферментами. Різні класи ліпопротеїдів відрізняються один від одного за складом та кількістю аполіпопротеїнів .
Види ліпопротеїдів
Найбільш відомими видами ліпопротеїдів є ліпопротеїни низької щільності (LDL) та високої щільності (HDL).
Ліпопротеїди високої щільності (ЛПВЩ) характеризуються високим вмістом білка та низьким вмістом ліпідів у ядрі. Основний аполіпопротеїн ЛПВЩ - аполіпопротеїн AI. ЛПВЩ беруть участь у зворотному транспорті холестерину з периферичних тканин до печінки.
Ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ) відрізняються високим вмістом холестерину в ліпідному ядрі та наявністю аполіпопротеїну B-100. ЛПНГ забезпечують транспорт холестерину з печінки до периферичних тканин.
LDL, іноді звані "поганим" холестерином, можуть накопичуватися на стінках артерій, сприяючи розвитку атеросклерозу. У свою чергу HDL, або "хороший" холестерин, допомагають видалити надлишок холестерину з організму, захищаючи серцево-судинну систему.
Функції ліпопротеїдів
До однієї з ключових функцій ліпопротеїдів відноситься забезпечення транспорту нерозчинних ліпідів, особливо жирних кислот і холестерину в кровотоку та їх доставку до периферичних тканин. Цей процес необхідний для забезпечення клітин енергією і будівельними матеріалами.
Ліпопротеїди низької щільності беруть участь у транспорті холестерину з печінки до клітин інших тканин організму. Аполіпопротеїн B-100, що входить до складу ЛПНЩ, взаємодіє з рецепторами на поверхні клітин, сприяючи поглинанню ЛПНЩ та вивільненню холестерину всередину клітини.
Ліпопротеїди високої щільності задіяні у зворотному транспорті холестерину - видаленні надлишкового холестерину з клітин різних тканин та його транспортуванні в печінку для подальшого метаболізму та виведення з організму. Цей процес опосередкований взаємодією ЛПВЩ зі специфічними білками-переносниками на поверхні клітин.
Крім транспортної функції, ліпопротеїди відіграють роль у регуляції запальних процесів та окислювального стресу в судинній стінці. ЛПВЩ мають антиоксидантні та протизапальні властивості, які сприяють захисту ендотелію судин.
Ліпопротеїди відіграють важливу роль у регуляції метаболізму ліпідів, допомагаючи підтримувати баланс між їх синтезом, транспортом та розпадом . Порушення в метаболізмі ліпопротеїдів можуть призводити до розвитку різних патологічних станів, таких як атеросклероз, ішемічна хвороба серця та інсульт. Підтримання оптимальних рівнів ліпопротеїдів дуже важливо для збереження здоров'я серцево-судинної системи.
Аналізи для визначення рівня ліпопротеїдів
Для оцінки рівня ліпопротеїдів проводяться аналізи крові . У лабораторіях використовують таке обладнання:
- Центрифуги для відокремлення плазми або сироватки від клітинної фракції крові. Використовуються як звичайні лабораторні центрифуги, так і високошвидкісні ультрацентрифуги для отримання різних ліпопротеїнових фракцій.
- Автоматичні біохімічні аналізатори дозволяють кількісно визначати різні ліпіди та ліпопротеїни за допомогою ензиматичних колориметричних та інших методів.
- Спектрофотометри для вимірювання оптичної щільності розчинів під час ензиматичних реакцій щодо ліпідів. Можуть бути як окремі прилади, і інтегровані в біохімічні аналізатори.
- Електрофоретичні камери та джерела живлення застосовуються для поділу різних класів ліпопротеїдів методом електрофорезу у поліакриламідному або агарозному гелі.
- Денситометри та сканери для кількісної оцінки ліпопротеїнових фракцій після проведення електрофорезу.
- Аналітичні ваги для точного зважування реагентів. Механічні та автоматичні дозатори використовуються для відмірювання потрібних об'ємів проб та розчинів.
- Холодильники та морозильники для зберігання при відповідних температурах зразків крові, плазми, контрольних матеріалів та реагентів.
Дослідження включає вимірювання загального холестерину, LDL- та HDL-холестерину.
Показник загального холестерину
Для визначення загального холестерину у крові використовуються ензиматичні колориметричні методи. Найбільш поширеними є методи з використанням ферментів холестеринестерази та холестеринооксидази , які дозволяють кількісно виміряти холестерин після його ферментативного розщеплення та окислення. Результати виражаються в мілімолях на літр ( ммоль /л) або міліграмах на децилітр (мг/дл). Нормальний рівень загального холестерину у дорослих становить менше 5,2 ммоль /л або 200 мг/дл. Значення від 5,2 до 6,2 ммоль /л (200-240 мг/дл) розглядаються як граничні, а рівень вище 6,2 ммоль /л (240 мг/дл) вважається підвищеним і свідчить про гіперхолестеринемію .
Визначення рівня LDL-холестерину
Існують прямі та розрахункові методи визначення LDL-холестерину. Прямий метод заснований на селективному осадженні ЛПВЩ і ЛПДНЩ з подальшим вимірюванням холестерину в ЛПНЩ, що залишаються. Широко використовується також розрахункова формула Фрідевальда , де рівень LDL обчислюється з даних загального холестерину, холестерину ЛПВЩ та тригліцеридів . Оптимальний рівень LDL-холестерину для профілактики серцево-судинних захворювань менше ніж 3,4 ммоль /л (130 мг/дл). Значення від 3,4 до 4,1 ммоль /л (130-160 мг/дл) розглядаються як граничні, а рівень вище 4,1 ммоль /л (160 мг/дл) вважається підвищеним і потребує корекції.
Рівень HDL-холестерину
Для визначення HDL-холестерину використовуються прямі гомогенні методи, засновані на вибірковому осадженні ЛПНГ та ЛПДНЩ за допомогою полімерів та детергентів. Після осадження залишається HDL-фракція, в якій вимірюється холестерин. Цільовий рівень HDL-холестерину становить вище 1,0 ммоль /л (40 мг/дл) для чоловіків та вище 1,3 ммоль /л (50 мг/дл) для жінок.
На основі цих даних можна обчислити індекс атерогенності , який відображає співвідношення "поганого" та "хорошого" холестерину та допомагає оцінити ризик серцево-судинних захворювань. Що індекс атерогенності , то більше вписувалося ризик розвитку серцево-судинних захворювань. Значення менше 3 вважаються нормальними, від 3 до 4,5 – помірним ризиком, а вище 4,5 – високим ризиком.
Розуміння функцій ліпопротеїдів, їх типів та регулювання рівня є ключем до підтримки загального здоров'я. Регулярні аналізи крові допомагають контролювати рівень ліпопротеїдів та вживати заходів щодо їх корекції. Рівень ліпопротеїдів у крові може бути змінений під впливом різних факторів, включаючи генетичні схильності, харчування та спосіб життя.
